无人机地面站发展综述

第一篇：无人机地面站发展综述

无人机地面站发展综述

[摘要]主要介绍了无人机地面站的发展，包括无人机地面站典型的配置、功能及其关键技术。并展望了未来无人机地面站发展趋势。

1、概述

20年来，无人机己发展成集侦察、攻击于一体，而未来的无人机还将具有全自主完成远程打击甚 至空空作战任务的攻击能力。同时，与无人机发展 相匹配的地面控制站(GCS: Ground Contrul Station)将具有包括任务规划，数字地图，卫星数据链，图 像处理能力在内的集控制、瞄准、通信、处理于一 体的综合能力。未来地面站的功能将更为强大:不 仅能控制同一型号的无人机群，还能控制不同型号 无人机的联合机群:地面站系统具有开放性和兼容 性，即不必进行现有系统的重新设计和更换就可以 在地面控制站中通过增加新的功能模块实现功能 扩展;相同的硬件和软件模块可用于不同的地面 站。

地面站作为整个无人机系统的作战指挥中心，其控制内容包括:飞行器的飞行过程，飞行航迹，有效载荷的任务功能，通讯链路的正常工作，以及 飞行器的发射和回收。GCS除了完成基本的飞行与 任务控制功能外，同时也要求能够灵活地克服各种 未知的自然与人为因素的不利影响，适应各种复杂 的环境，保证全系统整体功能的成功实现。未来的 地面站系统还应实现与远距离的更高一级的指挥 中心联网通讯，及时有效地传输数据，接收指令，在网络化的现代作战环境中发挥独特作用。

2典型地面站的配置和功能概述

2.1地面站的典型配置

目前，一个典型的地面站由一个或多个操作控 制分站组成，主要实现对飞行器的控制、任务控制、载荷操作、载荷数据分析和系统维护等。其相互间 的关系如图1所示。

(1)系统控制站。在线监视系统的具体参数，包括飞行期间飞行器的健康状况、显示飞行数据和 告警信息。

(2)飞行器操作控制站。它提供良好的人机 界面来控制无人机飞行，其组成包括命令控制台、飞行参数显示、无人机轨道显示和一个可选的载荷 视频显示。

(3)任务载荷控制站。用于控制无人机所携 带的传感器，它由一个或几个视频监视仪和视频记 录仪组成。

(4)数据分发系统。用于分析和解释从无人 机获得的图像。

(5)数据链路地面终端。包括发送上行链路 信号的天线和发射机，捕获下行链路信号的天线和 接收机。

数据链应用于不同的UAV系统，实现以下主 要功能: —用于给飞行器发送命令和有效载荷;—接收来自飞行器的状态信息及有效载荷 数据。

(6)中央处理单元:包括一台或多台计算机，主要功能如下: —获得并处理从UAV来的实时数据: —显示处理;—确认任务规划并上传给UAV;一一电子地图处理;—数据分发: —飞行前分析;—系统诊断。

2.2地面站的典型功能

GCS也称为“任务规划与控制站”。任务规划 主要是指在飞行过程中无人机的飞行航迹受到任 务规划的影响;控制是指在飞行过程中对整个无人 机系统的各个系统进行控制，按照操作者的要求执 行相应的动作。地面站系统应具有以下几个典型的 功能:(1)飞行器的姿态控制。在各机载传感器获 得相应的飞行器飞行状态信息后，通过数据链路将 这些数据以预定义的格式传输到地面站。在地面站 由GCS计算机处理这些信息，根据控制律解算出 控制要求，形成控制指令和控制参数，再通过数据 链路将控制指令和控制参数传输到无人机上的飞 控计算机，通过后者实现对飞行器的操控。

(2)有效载荷数据的显示和有效载荷的控制。有效载荷是无人机任务的执行单元。地面控制站根 据任务要求实现对有效载荷的控制，并通过对有效 载荷状态的显示来实现对任务执行情况的监管。

(3)任务规划、飞行器位置监控、及航线的 地图显示。任务规划主要包括处理战术信息、研究 任务区域地图、标定飞行路线及向操作员提供规划 数据等。飞行器位置监控及航线的地图显示部分主 要便于操作人员实时地监控飞行器和航迹的状态。

(4)导航和目标定位。无人机在执行任务过 程中通过无线数据链路与地面控制站之间保持着 联系。在遇到特殊情况时，需要地面控制站对其实 现导航控制，使飞机按照安全的路线飞行。随着空 间技术的发展，传统的惯性导航结合先进的GPS导 航技术成为了无人机系统导航的主流导航技术。目 标定位是指飞行器发送给地面的方位角，高度及距 离数据需要附加时间标注，以便这些量可与正确的 飞行器瞬时位置数据相结合来实现目标位置的最 精确计算。为了精确确定目标的位置，必须通过导 航技术掌握飞行器的位置，同时还要确定飞行器至 目标的短矢量的角度和距离，因此目标定位技术和 飞行器导航技术之间有着非常紧密的联系。

(5)与其他子系统的通信链路。该通信链路 用于指挥、控制和分发无人机收集的信息。随着计 算机和网络技术的发展，现行的通信链路主要借助 局域网来进行数据的共享，这样与其他组织的通讯 不单纯的是在任务结束以后，更重要的是在任务执 行期间，通过相关专业的人员对共享数据进行多层 次的分析，及时地提出反馈意见，再由现场指挥人 员根据这些意见，对预先规划的任务立即做出修 改，从而能充分利用很多资源，从战场全局对完成 任务提供有力的支持和合理的建议，使得地面站当 前的工作更加有效。

2.3国外典型地面站的配i与功能

美国“捕食者”无人机地面站的部分配置如图 2所示。

图2中示出的是无人机操作员和任务载荷操作 员进行操控的方舱内的一部分。

2.3.1“捕食者”无人机地面站组成及装备

(1)捕食者，无人机主要由飞行控制站、任务 载荷控制站和合成孔径雷达控制站组成，分别由无 人机操作员(AVO)、任务载荷操作员(P0)和 合成孔径雷达操作员((SARO)三人进行操控。AVO:负责对无人机进行操控，包括起飞、着 陆、飞行中姿态控制等。

SARO:负责控制和监视无人机的雷达，并对 其图像作有限处理。操作员的操控包括对TV相机、红外相机、内置雷达等，雷达可同TV相机或红外 相机同时操作。

(2)“捕食者”无人机的配置。地面控制站 安装在长lOm的独立拖车内，内有遥控操作的飞行 员、监视侦察操作手的座席和控制台，三个波音公 司的任务计划开发控制台、两个合成孔径雷达控制 台，以及卫星通信、视距通信数据终端。

地面站可将图像信息通过地面线路或“特洛伊 精神”数据分派系统发送给操作人员。“特洛伊精 神”采用一个5.5m Ku波段地面数据终端碟形天线 和一个2.4m数据分派碟形天线。

“捕食者，无人机可以在粗略准备的地面上起飞 升空，起飞过程由遥控飞行员进行视距内控制。典 型的起降距离为667m左右。任务控制信息以及侦 察图像信息由Ku波段卫星数据链传送。图像信号 传到地面站后，可以转送给全球各地指挥部门，也 可直接通过一个商业标准的全球广播系统发送给 指挥用户，指挥人员从而可以实时控制“捕食者” 进行摄影和视频图像侦察。

2.3.2“捕食者”无人机地面站功能

“捕食者”无人机的地面站功能包括飞行监 控、导航、任务载荷、任务规划、一个C波段可视 数据链或者一个超视距用的Ku波段的卫星数据链 等。其中任务规划功能如下:(1)点击用户接口;(2)实时地图漫游;(3)应急航路规划;(4)支持多无人机规划:

(5)显示经纬度或UTM中的坐标:(6)基于航路点的无人机性能自动校验;(7)对地形间隔快速检验;(8)视线和卫星可见性检测:(9)一个C波段可视数据链或者一个超视距 用的Ku波段的卫星数据链。

3关键技术及典型解决方案

3.1友好的人机界面

为更好地控制无人机，地面控制站采用了各种 形式的GCS，以便对无人机的飞行状态和任务设备 进行监控。GCS为操作员提供一个“友好”的人机界 面，帮助操作员完成监视无人机、任务载荷及通信 设备的工作，方便操作员规划任务航路、控制无人 机、任务载荷及通信设备。

人机界面的设计原则:(1)一致性。提示、菜单和帮助应使用相同 的术语，其颜色、布局、大小写、字体等应当自始至终保持一致。

(2)允许熟练用户使用快捷键。(3)提供有价值的反馈。

(4)设计说明对话框以生成结束信息。操作 序列划分成组，每组操作结束后都应有反馈信息。(5))允许轻松的反向操作以减轻用户的焦虑，鼓励用户大胆尝试不熟悉的选项和操作。(6)支持内部控制点。某些有经验的用户可 以控制系统，并根据操作获得适当与正确的反馈。(7)减少短时记忆。由于人凭借短时记忆进 行信息处理存在局限性，所以要求显示简单。

3.2操作员的培训

当代无人机操控回路的主导者仍然是人，为此 人一机完善交互是UAV有效执行任务的重要环节，操控者必须能在紧急时刻快速、正确地发出操控指 令，稍误，则丧失战机或引发事故，因此，操控人 员的素质与技能水平培训也是一个关键问题。UAV 操控人员的培训无法像有人军机那样通过飞行训 练和实弹演习完成，而需要依靠一系列仿真技术来 实现，其中重点要研究解决的仿真技术项目有:

(1)虚拟座舱及操控设备。重点要解决的是 虚拟现实环境的构成、系统建模仿真技术和数字传 输的快捷、准确、可靠和畅通。操控人员使用类似 有人驾驶飞机的同种仪表设备(包括按钮、手柄、开关等)和软件，以体验同样的感观效果;(2)人为仿真故障和误差的设置、建模与注 入技术;(3)创立实时逼真飞行动画技术、全息显示 技术;(4)人一机权限与功能分配，任务规划和任 务管理方法研究与训练。

(5)实时评价技术包括对飞行性能、导航定 位、飞行品质、作战效果以及电磁信号等确定明确 的评估标准。操控人员要熟练掌握，做到判断正确，操控实时、准确。

3.3一站多机的控制

地面站目前正向一站多机的方向发展，即指一 个地面站系统控制多架、甚至是多种无人机。未来 无人机地面站将朝着高性能、低成本、通用性方向发展，所以一站多机是发展趋势，这也对地面站的 显示和控制提出了更严格的要求。

3.4开放性、互用性与公共性

(1)“开放性”指的是不必对现有系统进行 重新设计和研制就可以在地面控制站中增加新的 功能模块。这种开放性的定义和要求使得模块化的 设计和实现方法成为地面控制站设计和实现的最 佳途径。各模块间的功能具有一定的独立性而组合 在一起，又能实现整个系统的功能。这种设计思路 不仅可通过增加新的模块来扩展功能，也可以根据 任务的不同对模块进行实时的添加或者屏蔽。

可以美国海军的通用无人机地面控制站的 TCS战术控制系统为例(如图3所示)来说明。its 战术控制系统提供了一个开放式体系结构软件，能 够控制多种不同类型的海上I岸上计算机硬件，实现 任务规划、指挥与控制以及情报数据接收和分发等 功能。

(2)“互用性”指的是地面控制站能控制任 何一种不同的飞行器和任务载荷，并且能够接入连 接外部世界的任何一种通信网络。互用性现在己经 成为各国发展无人机系统的一个重要思考点。随着 网络中心战思想的提出，无人机群的任务必须配合 并融入整体作战任务之中，“互用性”的思想正是对 这一发展趋势的指导。

(3)“公共性”指的是某个地面控制站与其 它的地面站使用相同的硬件及部分或者完全相同 的软件模块。提出公共性的目的在一定程度上也是 为了实现地面站的资源通用，便于维护修复。地面 站作为整个无人机系统中最隐蔽的子系统，是很少受到破坏的，但是，一旦受到破坏，整个无人机系 统可能陷于瘫痪，所以公用性的提出可以提高整个 无人机系统的维修性和保障性，从而更加合理地利 用已有的地面站资源。

上述三个概念并非相互独立。在多数情况下，它们是从不同角度，以不同的方式对同一对象进行 描述。开放性的结构通过容纳新的软件和硬件使得 “互用性’和“公共性，得以提高。作为无人机系统的 神经中枢，地面控制站要全力地建立开放性、互用 性和公共性。

3.5地面站对总线的需求

随着无人机技术的不断发展，无人机航空电子 系统与地面站系统之间的通信量越来越大，这就要 求地面站系统的无线通信、任务处理、图像处理能 力不断增强，因而采用高带宽、低延迟的总线网络 实现各部分之间的互连成为必然趋势。从目前的发 展来看，只有Gbps级的互连总线网络才能满足未 来地面控制站发展对总线的需求。鉴于光纤通道(Fc)具有高带宽、低延迟、低误码率、灵活的拓 扑结构和服务类型、支持多种上层协议和底层传输 介质以及具有流控制功能，因此可采用光纤通道(FC)来实现其需求。FC己经成功应用于F-35 JSF高度综合化和开放式的航空电子系统结构中，相信FC一定能很好地满足地面站的要求。3.6可靠的数据链

发展安全、可跨地平线、抗干扰的宽带数据链 是无人机的关键技术之一。近年来，射频和激光数 据链技术的发展为其奠定了基础。

除了带宽要增加外，数据链也要求可用和可 靠。数据链的可用是指一特定星群的覆盖区域和范 围。可靠是指信号的健壮性。对于不可避免的电子 干扰，数据链需要采用复杂的信号处理和抗干扰技 术(如扩频、调频技术等)，并能够确保在数据链 失效的情况下，飞机能安全返回基地。4无人机地面站发展的趋势

无人机地面站技术具有以下发展趋势:(1)发展通用地面站。美军无人机发展思路 是:由陆海空根据各自的需要分别重点开发战术无 人机、垂直起降战术无人机和中稿空长航时无人 机;最大限度地使用通用的机载设备，避免重复研 制:实现地面控制系统的标准化。当前，美国国防 部正考虑如何将各层次的无人机综合到系统中。为 确保各情报侦察系统间能毫无障碍地传输图像和 数据，美国国防航空侦察和国家图像测绘局共同拟 定了一项‘通用图像地面接口系统”，并确定一套通 用的图像存储与传输的协议，以解决各层次无人机 之间的地面站和数据的接口标准问题。

(2)重视一站多机的地面站的设计，包括硬 件结构及友好的人机界面。这种地面站的设计可同 时操控多架无人机、使用较少的操作员操纵更多的 无人机，这样既提高了操作效率，也减少了人力成 本。(3)逐步发展无人作战飞机地面站的设计。是利用现有的飞机还是研究一个全新的飞机现尚 无定论，但是先研究地面站的人机界面设计是必要 的。

(4)发展可靠的、干扰小的、宽带宽的数据 链路，提高数据传输效率。其涉及的关键技术有: 数据链路的抗截获、抗干扰的编码、加密、变频、跳频、扩频与解扩技术和图像压缩与传输解压以及 高速信号处理技术等。

(5)发展人工智能决策技术。该技术涉及无 人机的自主程度问题，尤其是针对无人战斗机。这 需要一些智能的、基于规则的任务管理软件来驱动 安置在无人机上的综合传感器，保证通信联接，完 成无人机与操纵人员的交互，使无人机不仅能确保 按命令或预编程来完成预定任务、对己知的目标作 出反应，还能对随机突现的目标作出相应反应。

(6)发展无人机操控的安全、告警与防错技 术。

(7)发展无人机通信中继。地面站与无人机 之间的中继用以提高作战半径和地面控制站的安 全性。关键技术包括超衫旅巨中继转发与传输、多通 道大容量实时信息中继复合传输、军民共享卫星链 路和中继载体与无人机协调问题等技术。

参考文献

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第二篇：无人机发展现状

一、无人机发展现状

（一）无人机概述

无人机(unmanned aerial vehicle或drone)是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。无人机用途广泛，成本低，效费比好，无人员伤亡风险，生存能力强，机动性能好，使用方便，在现代战争中有着极其重要的作用，在民用领域也有广阔的发展前景。结合公安边防部队的实际，无人机在边境地区的发展使用具有广阔空间，能够为边防工作带来极大的便利和工作效率的提高。

（二）国内无人机发展现状

国内无人机近几年来发展比较快，民企也多 通过第三届 尖兵之翼就可以看出 国内现在发展无人机的趋势越来越好。

而除军事用途外，由于无人机成本相对较低、无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便等的优势，使得无人机在航空拍照、地质测量、高压输电线路巡视、油田管路检查、高速公路管理、森林防火巡查、毒气勘察、缉毒和应急救援、救护等民用领域应用前景极为广阔。正是因为看到未来无人机的民用市场潜力巨大，除一些科研院所外，民营企业也开始介入无人机市场。目前粗略估计全国约有170多家单位在生产无人机。“就低端产品而言，一套无人机系统的生产成本有可能不超过几十万元，这也是中国有众多厂家看重无人机市场前景的一个原因。

我国无人机当前只具备侦查能力，无人机并不被现代战争看好，机器造价昂贵，战场灵敏度低，极易被敌人捕捉，无法防御最新的电磁干扰等种种弊端，即便是美国也无能力大规模生产，另外你提到的对地攻击型无人机只在极少的战争中出现，而且处于测试阶段，他的攻击方式并不算先进，GPS定位导弹一样做的到。

（三）国外无人机发展现状

第三篇：地面站工程

本工程

2x45孔4.3m捣固焦炉除尘工程 方案说明

副总工程师： 设计经理： 主要编制人员：

二00八年五月十三

目

录 概述...........................................................................................................2 2 本设计采用的烟气处理措施..................................................................3 3 焦炉装煤除尘工艺简介...........................................................................3 4 焦炉出焦除尘工艺简介...........................................................................4 5 装煤、出焦“二合一”除尘系统介绍工艺简介..................................5 6 设计依据和参数.......................................................................................6 7 其他事项...................................................................................................7 8 项目实施指标和综合耗量......................................................................8 9 建筑及结构...............................................................................................8 10 蒸汽、冷却水和压缩空气..................................................................11 11 总图运输...............................................................................................11 12 电气及电信...........................................................错误！未定义书签。13 仪表自动化...........................................................错误！未定义书签。14 热力.......................................................................错误！未定义书签。15 给水排水...............................................................错误！未定义书签。16 通风空调...............................................................错误！未定义书签。17 其它有关施工项目及人员定额..........................错误！未定义书签。18 主要设备表...........................................................错误！未定义书签。19 附图.......................................................................错误！未定义书签。

概述

1.1焦炉烟尘治理的必要性

焦炉在装煤和出焦过程中，在装煤孔和出焦处产生大量的高温阵发性烟尘，烟气中主要污染物有粉尘、苯可溶物、苯并吡等严重污染工作区和工厂周围环境，影响区域较大，危害工人和居民的身体健康。

国家卫生部、劳动人事部、财政部和全国总工会联合颁布的（87）卫字第60号文件，已将肺癌列为焦炉工人的职业病。国家非常重视解决焦炉烟尘污染问题，彻底治理焦炉烟尘污染问题已成为各焦化厂刻不容缓的环保课题。

焦炉散发烟尘最大，危害人类和污染环境最严重的是在装煤过程中外逸的大量黄烟和煤尘。据有关资料报导，装煤过程中烟尘及有害物的散发量占焦炉总污染的60％，其中苯可溶物为0.499kg/t煤，苯并吡为0.908X10-3kg/t煤。烟气中苯并吡等有害物质是以烟尘为载体而存在的，因此对烟尘的捕集和处理，控制烟尘飞扬扩散是解决有害物质对人类危害的根本途径和办法。

因此，焦炉装煤、出焦设备配置烟尘捕集装置和地面站烟气净化设施，使外排气体达到国家要求标准是非常必需和必要的。1.焦炉装备和现有环保设施情况 1.2.1

焦炉装备

本工程焦炉为2x45孔捣固焦炉，炭化室高度4.3米，捣固焦炉，单集气管。

在本设计对已有的装备尽量考虑给予利用。2 本设计采用的烟气处理措施

针对本工程的实际情况，本工程焦炉为2x45孔焦炉，孔数较少，焦炉装煤、出焦操作间隔时间长，所以考虑新建一套装煤出焦“二合一”除尘系统及相应的除尘地面站，以减少部分投资。焦炉装煤除尘工艺简介

焦炉装煤时因煤与炭化室赤热的炉壁接触，产生大量的烟尘。装煤烟尘中主要有害物是煤尘、荒煤气、焦油烟，同时还含有BSO及BaP，污染环境，危害人体健康。

4.3m捣固焦炉装煤除尘工艺是一项新的技术。由于捣固焦炉的工艺特点即炼焦用煤挥发份高，装煤时会产生大量的烟尘。烟尘主要有害物为荒煤气、焦油烟、BSO、BaP、煤尘等。烟气含湿量大，露点温度比较高，且烟尘呈絮状，漂浮性很强。针对烟气的上述特点，如采用湿法除尘方案，经过除尘后的烟气排放口浓度很难满足国家排放浓度要求，且造成了水的二次污染；而采用干法除尘地面站除尘技术进行除尘，装煤除尘时在燃烧导烟车上对装煤烟气的燃烧，除尘器滤袋清灰及灰斗排灰将是捣固焦炉除尘设计的技术要点。

本设计装煤除尘系统由移动和固定装置两部分组成。移动装置设在燃烧导烟车上，属车辆设计范围。固定装置内容包括：装于焦侧炉顶的带吸风翻板的烟气转换阀、地面连接管道、烟气吸附净化装置、预喷涂装置、单向溢流回喷吸附装置、脉冲袋式除尘器、通风机组、消声器、排气筒等。

燃烧导烟车走行到待装煤的炭化室定位后，燃烧导烟车上的排烟活动对接套筒与设在焦侧炉顶的烟气转换阀接通，同时向地面除尘系统发出电讯号，将装煤、出焦切换阀打开。然后燃烧导烟车打开吸尘孔盖，装煤时烟气自吸气罩吸入，进入燃烧导烟车上的燃烧室进行燃烧后，经烟气转换阀进入地面站烟气吸附净化装置，烟气吸附净化装对装置的主要功能为吸附装煤烟气中的絮状烟尘和呈粘性的焦油烟，煤烟气起到初步净化的作用（吸附材料为从筛焦楼取用的粒径为≤20mm的焦炭）。因为净化后的烟气不再含有絮状烟尘和呈粘性的焦油烟，所以彻底解决了装煤除尘器滤袋清灰及灰斗排灰等捣固焦炉除尘工艺中的技术难题，可以保证捣固焦炉装煤除尘系统的长期有效的运行。经烟气吸附净化装置处理后的装煤烟气进入装煤专用除尘器进行进一步的净化，净化后由通风机组经排气筒排至大气。装煤结束后，燃烧导烟车上的排烟活动对接套筒收回，地面除尘系统接受电讯号，将装煤、出焦切换阀关闭。这样一次装煤除尘结束。焦炉出焦除尘工艺简介

装入焦炉炭化室的煤经高温干馏炼成焦炭后，赤热的红焦被推焦机按顺序从炭化室推出，焦炭通过导焦栅落入熄焦车内。赤热的红焦从炭化室推出后，发生破裂，并在空气中燃烧，产生大量的阵发性烟气。这部分烟气中含焦尘量大，严重污染环境。

焦炉出焦除尘由三大部分组成：

第一部分是固定在拦焦车上并随拦焦车一起移动的大型吸气罩，以及将烟气送入焦侧集尘干管的转换设备。该套装置设置在拦焦车上，属于拦焦车设计范围。

第二部分是设在焦台上方的集尘烟气转换阀及与地面站导通的连接管道。

第三部分是设置于地面将烟气进行熄火、净化的最终设备，如阵发性高温烟尘冷却分离阻火器、脉冲袋式除尘器、通风机组、消声器、排气筒等。

拦焦机二次对位后，将拦焦机上的两个方形排烟对接套筒与设在焦侧炉顶的烟气转换阀接通，同时向地面除尘系统发出电讯号，通风机由液力偶合器控制开始由低速向高速运行。然后推焦杆进行推焦，出焦时产生的大量阵发性烟尘在烟尘热浮力及风机的作用下收入设置在拦焦机上的大型吸气罩，通过接口翻板阀等特殊的转换设备，使烟尘进入集尘干管，送入阵发性高温烟尘冷却分离阻火器冷却并粗分离，再经袋式除尘器最终净化后排入大气。出焦结束后，地面除尘系统接受电讯号，通风机转入低速运行。这样一次出焦除尘结束。装煤、出焦“二合一”除尘系统介绍工艺简介

结合过去在4.3m捣固焦炉进行除尘设计的成功经验，开发出将焦炉的装煤及出焦除尘合并为一个系统，通过阀门切换，一方面，通过装煤﹑出焦除尘的交替运行，用出焦除尘过程中吸附在滤袋上的焦粉作为装煤时除尘器的涂层，使装煤过程中吸入的絮状烟尘在过滤时吸附在涂层上，并可以避免装煤烟气中焦油等粘性物质与滤袋直接接触，可确保滤袋长期使用而不被粘结堵塞。另一方面，设置了烟气吸附净化装置、预喷涂装置及单向溢流回喷吸附装置，使焦粉与装煤过程中吸入的絮状烟尘进行充分混合、碰撞，以改变此絮状烟尘的物理特性，保证滤袋不被粘结堵塞。除此之外，我们对除尘器本体结构也进行了一些调整，加大了除尘器滤袋之间的距离，除尘器整体结构进行了保温加热处理。这些措施的采用，保证了除尘器滤袋清灰及灰斗排灰的顺利进行，保证了捣固焦炉将有理想的除尘效果，而且装煤﹑出焦除尘共用一台除尘器及一台风机，省去了装煤风机及除尘器，减少了占地面积，大幅度的节省了投资。

装煤、出焦“二合一”除尘系统中除尘器收集的粉尘由刮板输送机首先送入预喷涂料仓作为装煤除尘的预喷涂料，回喷至装煤烟气管道；其余的由刮板输送机运至单向溢流回喷吸附装置。单向溢流回喷吸附装置中的粉尘一部分回喷至装煤烟气管道；其余的经加湿处理后用汽车外运。

本工程焦炉采用的装煤、出焦“二合一”干式除尘地面站工艺，除尘效率高，烟尘经地面站除尘设备净化后，外排烟气含尘浓度低于国家排放标准。“二合一”除尘系统全部采用PLC自动化控制，操作简单。除尘系统通风机组平时及在装煤过程中在低速运行；出焦过程中通风机组在高速运行。通风机采用液力偶合器调速，可节省能源，降低运行费用。

焦炉装煤除尘预喷涂粉的不足部分需要另外补充，每炉装煤除尘需要补充50Kg左右的焦粉。

本工程焦炉设一套装煤、出焦“二合一”除尘系统。设计依据和参数

6.1 设计依据

a)《采暖通风与空气调节设计规范》

GB50019—2003

b)《大气污染物综合排放标准》

GB16297—1996

c)《工业企业噪声控制设计规范》

GBJ87—85 d)《焦化安全规程》

GB12710—91 e)《炼焦炉大气污染物排放标准》

GB16171-1996

f)《全国气象资料》 6.2 设计参数

a．装煤除尘系统主要设计参数及指标如下： 除尘系统烟气量:

125000m3/h； 风机全压(800C)： 6500Pa； 主电机装机容量： 400KW； 烟气温度： 120℃； 烟气入口浓度：

10g/m3(max)； 烟气出口浓度：

≤50mg/m3； 装煤时间:

3min； b．出焦除尘系统主要设计参数及指标如下： 除尘系统烟气量：

240000m3/h； 烟气温度： 80℃； 风机全压(800C)： 6000Pa； 主电机装机容量： 630KW； 烟气入口浓度：

~10g/m3(max)烟气出口浓度：

≤50mg/m3； 出焦时间：

~1min； 其他事项

7.1 消声与隔震

出焦固定管道端部设置消声器，通风机设置在室内，外壳设隔音结构层。7.2除尘系统脉冲袋式除尘器使用压缩空气喷吹

清灰，压缩空气由工厂压缩空气管网供给。

7.3脉冲袋式除尘器需用蒸汽加热保温，蒸汽接自炼焦车间附近蒸汽管网。项目实施指标和综合耗量

8.1 项目实施指标

a．装煤、出焦烟气捕集率：

b．装煤、出焦烟气净化效率：

c．除尘器排出口气体含尘浓度：

d．由我公司制造脉冲袋式除尘器滤袋寿命：

其他构件质保期：

8.2 综合耗量

a．焦炉除尘用电装机总容量：

b．压缩空气耗量：

c．袋式除尘器加热保温用蒸汽量：

d．液力偶合器冷却器用水：

e．粉尘加湿机用水量：建筑及结构

9.1 设计原始资料 9.1.1 气象资料

详见《全国气象资料》

≥95％

≥99.5%

≤50mg/m3

2年

大于1年

630Kw

10m3/min

500Kg/h 30t/h（循环水）3吨（平均每天）

9.1.2 工程地质及水文条件

施工设计开展之前要求建设方提供相关地质工程勘察部门出具的本工程建设区域的岩土工程勘察报告。9.1.3 地震资料

依靠《中国地震动参数规划图》（GB18306-2001）采用场地抗震设防烈度和地震加速度值以及地震分组。9.1.4 建筑材料

钢材、木材、水泥、砖、石、石灰等由本地区购买。9.2 设计说明 9.2.1 建筑部分 9.2.2 主要技术规定

a．屋面

采用新型防水材料，无组织排水，用炉渣找坡，屋面排水坡度采用1％且增加混凝土保护板。保温层采用阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料板。

b．地面

一般采用C20细石混凝土，配电、操作室内采用水磨石，操作室采用抗静电活动地板。

c.墙体

砖墙，外墙厚240，内墙厚240 d．装修

建筑内外墙面及顶棚均抹灰刷涂料并作踢脚。e．门、窗 门：木质 窗；塑钢窗 9.2.3 防火措施

对建筑物的防火要求，包括材料的选用、布置、构造、疏散等均按现行的《建筑设计防火规范》及《建筑内部装修设计防火规范》等执行。

9.2.4 建筑设计对采光、通风、日晒的考虑

a）.建筑物及房间在总图布置中尽量争取南北朝向。

b）.充分利用日光资源与人工光源，提供高质量的采光照明条件，保证工人的视觉需要。

c）.在总图布置上，建筑物体型和朝向的考虑，门、窗处理等方面组织好自然通风，从节省设备和投资。

d）.设计值班室等辅助用房，应符合《工业企业设计卫生标准》及有关规定和要求，使工人在工作岗位上的劳动条件得到保护。9.3 结构部分

a）.基础

基础部分有袋式除尘器、刮板机、高温烟尘冷却分离阻火器、单向溢流回喷吸附装置、烟气吸附净化装置、通风机、管道支架等基础。

b）.除尘管道支架

采用钢结构 c）.地基处理

按天然地基进行设计。d）.抗震设防

按现行的《建筑抗震设计规范》、《构筑物抗震设计规范》等国家及行业规范、规程及标准进行设计。蒸汽、冷却水和压缩空气

a）.蒸汽 从焦炉附近蒸汽管网接出管道接至地面站，用于除尘器壳体加热保温使用。

b）.冷却水

冷却水主要用于液力偶合器冷却器和通风机轴承冷却。共一台除尘风机，设计一套除尘风机系统循环水冷却系统。

c）.压缩空气

主要用于袋式除尘器脉冲喷吹使用，压缩空气由工厂压缩空气管网供给。压缩空气要求进行干燥、除油、水后供脉冲喷吹系统使用。总图运输

本工程焦炉设计一套地面站占地面积约510m2，按空地实际情况布置。在总图布置上要满足除尘工艺流程、运输、消防、环境保护、安全卫生等要求。

场地雨水尽量利用焦炉周围排水沟系统进行排水。

本地面站备品备件，工业垃圾的运输采用汽车运输方式，汽车日运输焦粉量约12吨左右。本设计不增加运输焦粉车辆，由公司内调配解决。本工程消防任务由公司消防系统统一管理。

第四篇：无人机的发展与应用

无人机的发展与应用

（1）国内外现状

21世纪前十年世界各国都在大力发展各种用途的无人飞行器，目前，世界上32个国家已研制出了50多种无人机，有55个国家装备了无人机。无人机成为本世纪武器装备发展中的最大亮点。据报道，1993-2005年间，北约国家无人战斗兵器总数增加了1.7倍，2006年，这一数量达到了11万架具。

美国、北约、以色列、南非等其他国家都非常重视无人侦察机和多用途无人机的研制和生产及应用。美国在发展无人机计划的同时，也考虑民用和商用的可能性，如环境监控、通讯中继、毒品侦察、大气取样、野生动物跟踪、测绘等。

由于国防预算的削减，俄罗斯的导弹公司和生产厂家不得不将一些军用无人机转为民用。如他们用四年时间研制的NART无人机将用于气象和生态观测；Ka37无人驾驶直升机将用于农业和空中拍摄。同时，俄罗斯还研制了用于农作物统计、输气输油管道监控、化学和核物质监护等方面的旋翼无人机。

国内的情况是，高空、高速、中远程、长航时、大载荷等类型的无人机主要应用于军事领域，主要由航空集团、航天集团以及院校研制与生产，国内主要有北航、南航、西工大、航空集团、某些研究所等单位研制。目前北航、南航、西工大这3家主要的无人机研制生产基地，主要是应付军队的需求，任务十分饱满，无瑕顾及民用领域，目前民用无人机的研制生产还没有明确的骨干单位。目前装备部队的有（涉密，仅内部可见）等无人驾驶飞机。由于成本较高，操作复杂，培训维护难，因而主要为军事需求服务，缺乏针对民用需求订制，民用领域尚未真正推广应用。已有企业忙于军品，民用领域基本空白，但民间应用正在逐步渗透。从民用来看，航空遥感、灾情监报、矿藏勘探、数字中国建设等都需要大批量地使用无人机。根据专家预计，今后10年内民用无人机市场的销售额可达10亿美元。无论是军用还是民用，无人机都将朝着模块化、标准化、多样化和系列化的趋势发展，其应用范围广泛，前景喜人。（2）无人机在民用领域发展应用分析

到目前只有天空这个大市场还没有开发，这是由于对航空产品对安全性的严格要求和航空管制的原因，使人们不敢问津。在今后几年，将是通用航空事业和无人机事业发展的时代。据分析未来几年我国至少要有数百架民用无人机的市场需求，而且这个数字将呈几倍的增长，因此天空这个大市场必须争夺，必须占领。

民用领域对无人机的要求飞行速度通常在100公里每小时以下，飞行高度在3000米以下，某些特殊应用在4000~5000米。由于无人机的经济性、安全性、易操作性，在很多民用领域对无人机都有着旺盛的需求，小型无人机可广泛应用于防灾减灾、搜索营救、核辐射探测、交通监管、资源勘探、国土资源监测、边防巡逻、森林防火、气象探测、农作物估产、管道巡检等领域。由于小型无人机的航空特性和大面积巡查的特点，在洪水、旱情、地震、森林大火等自然灾害实时监测和评估方面特别具备优势。同时民用无人机在航测领域的应用还可以作为卫星遥感手段的补充。卫星影像成为中小比例尺遥感监测和制图的主要数据源，甚至成为1：1万地形图和专题图制图与更新的重要数据源。但由于受到卫星临空周期、气候和供给渠道的制约，用户订购高分辨率卫星数据在覆盖度、时效性以及分辨率方面受到较大影响。无人机航空拍摄方面，由于其机动性强、分辨率高等优点，可作为卫星遥感手段的补充，形成高中低平台结合、粗中细分辨率互补的全天候、全天时、全覆盖立体监测体系。目前很多民营企业在小型无人机航测方面都具备了基本应用能力，甚至已经被专业的地图测绘公司并购。

然而至今为止，由于技术不成熟的原因导致无人机在民用领域一直未能大范围推广。最具代表性的一个例子是，90年代中期，农业部曾尝试采用小型无人机作农业评估，因飞机系统对操作员要求太高（通常需要十几年飞行经验），购置的无人机系统陆续摔坏而流产。

无人机扩大民用领域应用所面临的关键问题之一，是要搞“用得起的装备”，“开得动的装备”，用得起，就是低成本，因此机体要降低成本，飞控也要降低成本；开得动，就是操作简便易用，无需太长周期的学习培训，无人机自主性能要高，把人的因素降到最低。

要搞出一个无人飞行器，使之能飞起来进行演示，并不是非常困难，但要真正做到性能优良，满足实用要求则是一件非常困难的事情，不可等闲视之。这一问题不仅与材料、元器件、设备、微制造技术有关，而且与优化设计和综合集成能力等多方面因素有关，是需要长期努力加以解决的。无人飞行器研制涉及多个技术领域，包括：

1、飞行器总体设计；

2、空气动力学；

3、材料与结构；

4、动力推进；

5、导航与控制；

6、机载设备；

7、信息处理与传输；

8、发射与回收；

9、隐身技术；

10、微加工制造；

11、系统集成与运行管理；

12、地面测试与飞行实验等。

目前在民用无人机行业探索的民营公司大多技术不成熟，一般为了满足飞机的复杂保障条件和对操作的较高要求，而建立有以航模操作手为主的飞行团队，专注的是本身企业对无人机的使用，而非用户对无人机的使用。并且由于没有条件看到航空集团的很多现成技术储备和先进技术，导致闭门造车比比皆是。对比的是，航空集团由于体制的原因，对民用的需求只能走调研、立项、审批的程序，对市场反应缓慢，未能在民用领域有较深入的介入。

综上所述，根据无人机市场的出现、培育和发展，对行业发展过程综合分析如下：无人机市场从无到有，经历了三个阶段。

第一阶段的需求为军用所垄断，由于技术属于高尖端，其技术壁垒决定了民用市场无法接触，基本没有任何民用需求；该阶段的技术特点为惯性组件、控制系统等基础技术尚不成熟，成本很高，只有在军用领域才能接触和应用；从事无人机研制与生产的厂家只有以航空一、二集团为总体单位，电子科技集团为配套单位的国有军工企业。

第二阶段从上世纪90年代起到本世纪初，由于电子集成电路、飞行器设计、发动机等基础技术的发展，部分民营企业对无人机行业进行了探索，出现了第一批吃螃蟹的民企，形成了少量低端民用小型无人机，使市场需求由依然是高端的军用领域向民用领域扩展。但这阶段由于技术的仍然不成熟，导致探索和创新的企业多，靠无人机赢利的少。部分民营企业为院校、研究所提供低端小型的无人机产品的设计及演示验证而赢利，其间出现了国家单位对低端无人机的探索性应用，包括了农业部用于农作物估产的无人机系统，后来都因为技术的不成熟而流产。

第三阶段从本世纪初至今，需求上军用领域依然饱满，军工企业订单雪片一般，民用领域也遍地开花，由于技术的原因，民用需求最先在航拍、测绘、气象领域被拉动。这一阶段的技术特点是，由于基础技术的进一步发展，军工企业的技术以高端为主，逐渐向低端扩展，组织形式出现了部分军工企业的股份制改造；民用上组织形式以手工作坊式的企业为主，逐渐发展成长而趋向成熟，但缺乏理论支撑，基本是靠试验和摔机来推动进步，安全性和可靠性低，缺乏规模化发展。这一阶段尝试涉足无人机行业的民企增多，但尚未找到足够的赢利模式。

综上所述，目前随着国有资本、民营资本的投入，无人机行业的基础技术已经逐渐成熟，无人机的应用领域由单一的军事领域扩展到民用领域的方方面面，无人机厂商也由国有企业逐渐向民营企业转化。不断成熟的飞控、发动机技术使总体技术逐渐成熟，进而推进了市场需求的成熟，最终将使整个行业趋向成熟。因此，我们可以预测即将到来的第四阶段，即我们充分准备投身其中的无人机行业发展成熟的黄金阶段。市场需求上，军用依然被国企垄断，有少部分民营企业开始从事低端军用需求。基础技术的全面成熟使无人机系统向模块化、智能化、系列化、实用化发展，民用需求完全被拉开。部分经过股份制改造的军工企业开始涉足民用领域，成本大幅度降低，并用军工企业多年的技术积累优势而占据部分市场，民营企业将经过技术竞争、市场竞争、资质竞争而洗牌后发展成为具有一定规模的几家骨干企业。

第五篇：植保无人机未来发展的一些建议

官网： http://www.xiexiebang.com/ 植保无人机未来发展的一些建议

亿天航调查了解得知，目前农业植保无人机的发展势头良好，但普及度不高，植保无人机的发展还是存在一些问题。在了解这些问题的基础上，亿天航总结了几点植保无人机未来发展的经验，供大家参考。

1、加强政策和组织科学引导

只有加强政策和组织科学引导，植保无人机才能稳步健康的发展，“农业航空产业技术创新战略联盟”和中国农业工程学会航空分会虽然给广大植保无人机厂家提供了学术交流平台，但毕竟只是一个松散型学术联盟组织，无法出台一些具体的政策、法规。政府应挑头成立相应的组织，协调我国农业植保无人机总体发展路线，避免出现一些重复性低水平的建设，组织科研力量集中攻克如燃料电池、国产发动机等制约农业植保无人机发展的技术瓶颈。2、完善标准和法规

植保无人机属于民用无人驾驶航空器范畴，2003 年 5 月 1 日，我国开始施行《通用航空飞行管制条例》，明确规定无人机用于民用业务飞行时，须当作通用航空飞机对待。

官网： http://www.xiexiebang.com/ 2013 年出台的《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》 虽然放宽了部分无人机使用限制，但对植保无人机意义不大，植保无人机最小载重也在 5 kg以上，整机质量大于 7 kg。驾驶员仍需纳入行业协会甚至民航局的监管。亿天航植保无人机建议，国家应出台相应的法规，放宽植保无人机使用限制。

3、加强无人机专用药剂的研究

现在植保无人机所用的药剂，要么是普通植保设备用的普通药剂，使用时只是将药液的浓度调配一下；要么是用有人驾驶的航空植保药剂，极少数药剂公司针对植保无人机喷洒特点研究专用的药剂或相应助剂。

4、应尽快制定相应国家或行业标准

无人机是近几年新生的高科技产品，同时也是高速飞行的航空器。一次事故多会对整机造成巨大损失，有时甚至会威胁地面工作人员的安全。我国目前研制的企业多达几十家，现在无人机一般以企业标准为主进行生产，全国仅有湖南省于2014 年 1 月 3 日公布了首个 《超低空遥控飞行植保机 》 地方生产标准，而全国统一的生产标准、作业规范尚未出台。、喷施工艺有待进一步完善

现有喷洒所用的喷头基本上是扇形喷头或离心喷头，而其喷洒雾滴的均匀性、一致性均需大量的试验来验证，其喷头布置是否合理，飞行高度是否合适，雾滴漂移是否最低，喷洒效果与飞行速度和飞行高度是否最优，均大量试验。而不能盲目照搬地面植保机械、有人固定翼飞机对喷头的选型、布置。

官网： http://www.xiexiebang.com/

6、完善植保无人机保险制度

植保无人机风险高于地面机械植保。而且售价不低，10 kg 的电动植保无人机售价在 8 万元以上，25 kg 的油动植保无人机售价也在 20 万元左右，没有农业保险的扶持，特别是农机财产险的支撑，一旦现意外，对购买户来说损失巨大。而目前我国保险公司虽然对无人机部分机型提供了保险，也只限于 7 kg 以下或对某公司特定类型机型进行保险，这也限制了植保无人机的推广应用。、加强专业飞手的培训

植保无人机属于高科技产品，操作难度大，需大量专业飞手，而目前全国无人机操作培训学校较少，2014 年全国仅有三家企业获得《民用无人驾驶航空系统驾驶员训练机构合格证》。截止2015 年10 月15 日全国仅有1 159 人获得了无人机驾驶员合格证。国家应出台相应政策，增加和扶持这类无人机操作培训技工学校，以培养更多的无人机飞手。

官网： http://www.xiexiebang.com/、应逐步将植保无人机纳入农机补贴目录

目前全国仅河南省、湖南省、湖北省将植保无人机纳入了农机补贴目录，全国并没有大规模的推广，这严重限制了植保无人机的使用推广。